Dostanie się leków do mózgu jest trudne. Może pasożyt może wykonać tę pracę

Organizm zakaźny podkręcający umysł może pewnego dnia dostarczać leki do mózgu.

Toxoplasma gondii to jednokomórkowy pasożyt, który słynie z tego, że sprawia, iż myszy tracą swoją obawę przed kotami, ale także może powodować śmiertelne choroby przenoszone przez żywność. Teraz, jak donoszą naukowcy z międzynarodowego zespołu, inżynierowane pasożyt dostarcza duże terapeutyczne białka do mózgów myszy oraz ludzkich komórek mózgu hodowanych na naczyniach laboratoryjnych. Artykuł ukazał się 29 lipca w Nature Microbiology.

Takie białka i geny, które je produkują, często są zbyt duże dla wirusów - najczęstszego nośnika terapii genowej. Jeśli pasożyt zostanie zmodyfikowany tak, aby był bezpieczny dla ludzkiego użytku, ta technika może w przyszłości pomóc w leczeniu różnorodnych chorób neurologicznych.

Mimo że niektórzy krytycy wątpią, że pasożyt złośliwy może kiedykolwiek stać się pomocnym bohaterem, niektórzy badacze są zaintrygowani tą ideą.

Mikroby takie jak bakterie i pasożyty zazwyczaj uważane są za złych, mówi Sara Molinari, bakteryjna biolożka syntetyczna z Uniwersytetu Marylandu w College Park, która nie była zaangażowana w to badanie. Ale mikroby wyewoluowały "dość wyrafinowane relacje z naszymi ciałami", mówi. "Pomysł, że możemy wykorzystać tę relację, aby nakazać im wykonywanie dobrych rzeczy dla nas, jest naprawdę przełomowy."

Aktualne metody dostarczania terapii do mózgu często dają nieprzewidywalne rezultaty lub mają trudności z przenikaniem przez ochraniającą barierę krew-mózg, mówi Shahar Bracha, bioinżynier i neurobiolog na MIT.

Jako studentka doktorancka na Uniwersytecie w Tel Awiwie, Bracha szukała lepszego sposobu na dostarczanie leków i terapeutycznych białek do mózgu. Należą do nich białka, które mogą zastąpić brakujące lub niefunkcyjne białka u osób z chorobami genetycznymi zwyrodnieniowymi i rozwojowymi, które dotykają układu nerwowego, takie jak choroba Parkinsona i zespół Retta.

Potem usłyszała o T. gondii, który sprawiał, że myszy zachowywały się lekkomyślnie. "Wygląda na to, że ten pasożyt rozwiązał wszystko, czego potrzebowaliśmy do dostarczania leków", mówi Bracha.

Pasożyt, który można złapać od produktów spożywczych takich jak surowe mięso, niedogotowana owoce morza, nieumyte owoce i warzywa, a także od odchodów kota lub zanieczyszczonej ziemi, wyewoluował, aby przekraczać barierę krew-mózg. Kiedy już tam się dostanie, może zakażać komórki mózgowe i żyć spokojnie wewnątrz nich nawet dożywotnio. Może również dostarczać duże białka do komórek mózgowych, których tylko dotknie, nie wtargniając do komórek samych.

Czy T. gondii może zostać przekształcony w narzędzie terapeutyczne?

„Na początku to było trochę takie, 'O, ciekawe. Szalony pomysł'", mówi Bracha. "Ale im więcej czytałem na ten temat, tym bardziej mógłbym opracować rzeczywisty plan, aby go przetestować."

Bracha i koledzy z Izraela połączyli siły z badaczką T. gondii, Lilach Sheiner z Uniwersytetu w Glasgow w Szkocji, aby stworzyć potencjalnie pomocną wersję pasożyta.

Kiedy Anita Koshy, badaczka chorób zakaźnych na Uniwersytecie Medycznym w Arizonie w Tucson, która bada T. gondii, po raz pierwszy usłyszała, jak ktoś wymyślił pomysł na użycie pasożyta jako terapii, pomyślała, "To straszny pomysł. Kto się zgodzi na to?". Ale po kilku latach, kiedy Sheiner zwróciła się do niej o radę, sposób myślenia Koshy się zmienił i dołączyła do projektu.

Jeśli spojrzymy na to z perspektywy długoterminowej i nauczymy się "zmniejszyć ryzyko" związane z T. gondii, pasożyt ma pewne cechy ewolucyjne, które są atrakcyjne - mówi Koshy.

Pod względem pasożytów, T. gondii jest już stosunkowo bezpieczny dla większości osób o zdrowym układzie odpornościowym. Około jednej czwartej zdrowych osób na całym świecie ma przeciwciała we krwi wskazujące, że zostały zarażone T. gondii w pewnym momencie. Amerykańskie Centra Kontroli i Prewencji Chorób szacują, że ponad 40 milionów osób w Stanach Zjednoczonych nosi tego pasożyta.

Jednakże pasożyt nie jest nieszkodliwy. W Stanach Zjednoczonych jest jedną z głównych przyczyn zgonów spowodowanych chorobami przenoszonymi przez żywność, może uszkadzać mózg, oczy i inne narządy oraz powodować utratę słuchu u osób, które rozwijają ciężką chorobę.

Osoby z osłabionym układem odpornościowym mają większe ryzyko rozwoju ciężkiej choroby po kontakcie z T. gondii. Kobiety w ciąży narażone są na wcześniejsze urodzenia i utratę ciąży. Ponadto pasożyt może powodować różne problemy u dziecka, takie jak ślepota, utrata słuchu, epilepsja i żółtaczka. W Stanach Zjednoczonych rocznie diagnozuje się ponad 200 000 przypadków toksoplazmozy, z czego około 5 000 wymaga hospitalizacji. Szacuje się, że każdego roku około 750 osób umiera z powodu tej choroby.

Poprzednie badania działalności na mózgu komórek, w które pasożyt wstrzykuje ładunek, wskazują, że te komórki w końcu obumierają.

Jeśli badacze chcą wykorzystać pasożyta do dostarczania leków, będą musieli nauczyć się, jak powoduje on chorobę i wyłączyć te mechanizmy, nie szkodząc zdolności T. gondii do cichego zakażania mózgu.